基于悬浮电极的蛋白质电动富集机制及实验研究
发布时间：2021-05-27 09:11
微流控技术微型化与功能多样化的特点,使得微流控系统能够保证痕量反应物在最佳的条件下反应。通常情况下蛋白质样品容量较小,表达量较低,传统的检测手段难以满足微量低浓度样品的要求,亟需一种提高蛋白质相对含量的富集方法。诱导电荷电渗作为一种在颗粒聚集方面极具优势的粒子操纵技术,发生在电极系统中不加电的电极表面,可实现不同规模的粒子聚集。本文拟在研究粒子富集中电渗流动特性、电控粒子行为和芯片几何特征等规律的基础上进行聚苯乙烯颗粒的富集预实验,最终实现对蛋白质的富集。首先,根据对粒子聚集方法及蛋白质富集的研究,提出了一种基于诱导电荷电渗收集技术的颗粒聚集方法,即沿着通道方向铺设电极系统,直流分量引起粒子的定向移动,交直流分量共同作用产生的稳定漩涡实现粒子富集。其次,分析了电渗流动产生的微观过程,引入复振幅相量推导正弦信号下电极表面的滑移速度公式,以此为边界条件进行通道内稳定流场的仿真。在分析了动静态流场中稳定漩涡的基础上,预测粒子可能发生富集的区域。再次,研究了上述流场、电场和其他原生物理场对粒子的作用,衡量各个物理量的实际作用效果,运用流场与电场的计算结果,耦合稀物质传递场完成颗粒富集的数值仿真...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题研究的目的和意义
1.3 国内外研究现状
1.3.1 微流控芯片技术的发展
1.3.2 颗粒富集技术
1.3.3 蛋白质富集技术
1.4 本文的主要研究内容
第2章 电渗流动产生机理及流动特性分析
2.1 引言
2.2 双电层概述
2.3 直流电渗的流速分析
2.4 诱导电荷电渗产生机制
2.4.1 电化学离子驰豫
2.4.2 切向电场激发电渗流
2.5 诱导电荷电渗流速分析
2.5.1 电极表面的诱导电荷电渗流速
2.5.2 正弦信号电极表面流速
2.5.3 直流极限信号流速分析
2.6 微通道稳态流场数值仿真
2.7 本章小结
第3章 纳米颗粒电动富集的仿真与实验研究
3.1 引言
3.2 流动粒子富集机制
3.2.1 流场对粒子的作用
3.2.2 电场对粒子的作用
3.2.3 其他原生效应对粒子的作用
3.3 纳米颗粒富集的数值仿真
3.4 富集实验设计及平台搭建
3.4.1 芯片结构设计
3.4.2 主要实验参数及其影响
3.4.3 微流控芯片加工工艺研究
3.4.4 材料准备与实验平台搭建
3.5 PS纳米颗粒富集实验
3.5.1单电极PS颗粒富集实验
3.5.2并列电极PS颗粒富集实验
3.6 本章小结
第4章 基于悬浮电极系统的蛋白质富集实验研究
4.1 引言
4.2 蛋白质实验准备
4.3 蛋白质静态富集
4.3.1 静态低频富集
4.3.2 静态中高频富集
4.3.3 蛋白质静态富集的频率响应
4.4 蛋白质动态富集
4.4.1 动态低频富集
4.4.2 动态中频富集
4.4.3 动态高频富集
4.4.4 蛋白质动态富集频率响应
4.5 蛋白质并列电极富集
4.6 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]微通道内诱导电渗流样品聚焦方法[J]. 王成法,周航,宋永欣,潘新祥. 微纳电子技术. 2014(11)
[2]氨基酸、肽、蛋白质在溶液中带电状况分析[J]. 李隽群. 黔西南民族师范高等专科学校学报. 2003(01)
[3]微流控芯片实验室及其功能化[J]. 林炳承. 中国药科大学学报. 2003(01)
[4]微流控分析芯片发展与展望[J]. 方肇伦. 大学化学. 2001(02)
博士论文
[1]基于微流控芯片的气溶胶中细菌的富集及快速检测系统研究[D]. 荆雯雯.复旦大学 2013
[2]基于微流控芯片的二维电泳分离及蛋白质预富集研究[D]. 徐波.华中科技大学 2010
[3]电驱动微流控芯片中传输现象的若干关键问题研究[D]. 曹军.上海交通大学 2009
硕士论文
[1]基于诱导电荷电渗的粒子定比例收集机理与实验研究[D]. 刘江伟.哈尔滨工业大学 2016
[2]流道结构诱导的绝缘介电泳分离微尺度粒子研究[D]. 李彬.哈尔滨工业大学 2014
[3]基于新型3D电极的介电泳微粒分离微流控芯片研究[D]. 贾延凯.哈尔滨工业大学 2014
[4]微纳流控芯片蛋白质富集分离新方法研究[D]. 贾慧丹.华中科技大学 2013
[5]基于介电泳力的微粒子收集机理分析与实验研究[D]. 任玉坤.哈尔滨工业大学 2008
[6]单分散聚苯乙烯微球的表面电性及自组装的研究[D]. 刘丽.华东师范大学 2007
本文编号：3207303
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题研究的目的和意义
1.3 国内外研究现状
1.3.1 微流控芯片技术的发展
1.3.2 颗粒富集技术
1.3.3 蛋白质富集技术
1.4 本文的主要研究内容
第2章 电渗流动产生机理及流动特性分析
2.1 引言
2.2 双电层概述
2.3 直流电渗的流速分析
2.4 诱导电荷电渗产生机制
2.4.1 电化学离子驰豫
2.4.2 切向电场激发电渗流
2.5 诱导电荷电渗流速分析
2.5.1 电极表面的诱导电荷电渗流速
2.5.2 正弦信号电极表面流速
2.5.3 直流极限信号流速分析
2.6 微通道稳态流场数值仿真
2.7 本章小结
第3章 纳米颗粒电动富集的仿真与实验研究
3.1 引言
3.2 流动粒子富集机制
3.2.1 流场对粒子的作用
3.2.2 电场对粒子的作用
3.2.3 其他原生效应对粒子的作用
3.3 纳米颗粒富集的数值仿真
3.4 富集实验设计及平台搭建
3.4.1 芯片结构设计
3.4.2 主要实验参数及其影响
3.4.3 微流控芯片加工工艺研究
3.4.4 材料准备与实验平台搭建
3.5 PS纳米颗粒富集实验
3.5.1单电极PS颗粒富集实验
3.5.2并列电极PS颗粒富集实验
3.6 本章小结
第4章 基于悬浮电极系统的蛋白质富集实验研究
4.1 引言
4.2 蛋白质实验准备
4.3 蛋白质静态富集
4.3.1 静态低频富集
4.3.2 静态中高频富集
4.3.3 蛋白质静态富集的频率响应
4.4 蛋白质动态富集
4.4.1 动态低频富集
4.4.2 动态中频富集
4.4.3 动态高频富集
4.4.4 蛋白质动态富集频率响应
4.5 蛋白质并列电极富集
4.6 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]微通道内诱导电渗流样品聚焦方法[J]. 王成法,周航,宋永欣,潘新祥. 微纳电子技术. 2014(11)
[2]氨基酸、肽、蛋白质在溶液中带电状况分析[J]. 李隽群. 黔西南民族师范高等专科学校学报. 2003(01)
[3]微流控芯片实验室及其功能化[J]. 林炳承. 中国药科大学学报. 2003(01)
[4]微流控分析芯片发展与展望[J]. 方肇伦. 大学化学. 2001(02)
博士论文
[1]基于微流控芯片的气溶胶中细菌的富集及快速检测系统研究[D]. 荆雯雯.复旦大学 2013
[2]基于微流控芯片的二维电泳分离及蛋白质预富集研究[D]. 徐波.华中科技大学 2010
[3]电驱动微流控芯片中传输现象的若干关键问题研究[D]. 曹军.上海交通大学 2009
硕士论文
[1]基于诱导电荷电渗的粒子定比例收集机理与实验研究[D]. 刘江伟.哈尔滨工业大学 2016
[2]流道结构诱导的绝缘介电泳分离微尺度粒子研究[D]. 李彬.哈尔滨工业大学 2014
[3]基于新型3D电极的介电泳微粒分离微流控芯片研究[D]. 贾延凯.哈尔滨工业大学 2014
[4]微纳流控芯片蛋白质富集分离新方法研究[D]. 贾慧丹.华中科技大学 2013
[5]基于介电泳力的微粒子收集机理分析与实验研究[D]. 任玉坤.哈尔滨工业大学 2008
[6]单分散聚苯乙烯微球的表面电性及自组装的研究[D]. 刘丽.华东师范大学 2007
本文编号：3207303
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/swxlw/3207303.html
